本课题针对新型热力循环中对湿空气热力学性质参数的需求,以湿空气透平和压缩空气蓄能系统中的工质为研究对象,在统计热力学理论的基础上,从微观角度出发,采用分子动力学模拟研究方法,通过采用经典的Lennard-Jones(L-J)模型和TIP4P模型,并分别结合维里、段式和径向状态方程对过热水蒸气以及湿空气的热力性质进行了研究;同时本课题还对相平衡和固壁加热相变进行了模拟研究,主要内容包括如下方面:1.通过对正则系综、微观能阶(简并度)进行分析,利用斯特林、拉格朗日未定乘数法求解,结合配分函数、普朗克假设、测不准关系,对径向分布函数结合状态方程进行了分析。2.运用L-J模型和TIP4P模型对不同温度、比体积下,分别结合维里、段式以及径向状态方程对水蒸汽压力进行了模拟计算,通过与实验值的比较,对六种模型的误差进行了对比分析,进而选择出更适合用于水蒸气状态参数计算的分子动力学模拟的势函数模型和状态方程。3.根据水蒸气推导出的状态方程和结合范德华混合法则,提出了湿空气的模型,并对湿空气的热力参数进行了模拟分析。4.根据推导出的湿空气状态方程,对含湿量从0.1kg/kgda变化到1.0kg/kgda,比体积从1/400m3/kg变化到1/25m3/kg,温度从0℃变化到300℃时的PVT等热力参数进行了模拟分析。5.采用气液相平衡理论,结合径向分布函数确定的状态方程,提出了相平衡模型,通过对结果的合理性进行了分析,并对相应状态下湿空气的饱和状态进行了模拟研究。6.利用建立的气液相平衡模型,对液相初始压力从5MPa变化到30MPa、温度从0℃变化到400℃,干空气比体积从0.01m3/kg变化到0.5m3/kg时饱和湿空气的含湿量以及其它热物理参数进行了模拟分析。7.通过利用气液相变的原理,建立了固壁加热模型;并通过分子动力学模拟,对模拟的结果与宏观现象进行了比较分析。